摘要:市政(zhèng)環保行業(ye)正處在數(shu)字化轉型(xing)升級階段(duàn),其目标就(jiù)是業内一(yī)直倡導的(de)智慧水務(wù),但數字化(hua)概念的提(tí)出在操作(zuo)層面顯得(dé)更爲明确(que)。流量計 作(zuò)爲數字化(hua)建設底層(céng)信息采集(jí)單元,它的(de)選用和應(ying)㊙️用十分重(zhong)要。本文對(dui)市政環保(bao)行業流量(liàng)計的技術(shu)特點進行(hang)分析探讨(tǎo),明🌈确不同(tóng)工況中流(liu)量計選用(yong)的适合性(xing),以達到市(shi)政環保項(xiàng)目數據可(kě)靠、運行穩(wěn)定及施工(gōng)方便的💰效(xiao)果。另外,在(zai)流量計融(róng)合數字化(huà)通信技術(shù)方面,結合(he)國内外工(gōng)業互聯網(wang)物聯網❌的(de)應用發展(zhǎn)📧對流量計(jì)技術今🛀後(hou)的發展趨(qū)勢提出展(zhǎn)望。
　　在市政(zheng)環保項目(mu)中,流量計(ji)是應用廣(guǎng)泛的儀表(biǎo)之一。流量(liang)是指單位(wèi)時間内流(liú)經封閉管(guǎn)道或明渠(qu)有效截🏒面(mian)的流體🎯量(liang)，流📐量計可(ke)以根據工(gong)況需要給(gěi)出現場所(suǒ)需的瞬♉時(shí)流量及累(lei)計流量。其(qí)介質可以(yi)爲💋液體和(he)氣體。常用(yòng)流量計可(ke)以按原理(lǐ)分爲電磁(ci)流量計、超(chao)聲波流量(liang)計、 渦街流(liú)量計 、 質量(liàng)流量計 、差(chà)壓流量計(jì)及明渠流(liú)量計等。目(mù)前在市政(zheng)領域應用(yòng)是電磁流(liú)量計、超聲(sheng)波流量計(jì)及明渠流(liu)量計。本文(wén)簡要介紹(shao)這幾種流(liú)量計的原(yuán)理和使用(yong)，上的注意(yì)事項㊙️。
1電磁(ci)流量計
　　電(diàn)磁流量計(ji) 以優異的(de)精度和穩(wen)定性,在市(shì)政環保領(ling)域使用廣(guǎng)泛，見圖1。它(ta)具有耐腐(fu)蝕、無阻流(liú)部件、雙向(xiang)測量與測(cè)量範🥰圍廣(guǎng)(100:1~1000:1)等特點。其(qí)原理爲法(fǎ)拉第電磁(ci)感應原理(li),計算公🈲式(shi)爲:
 
　　式中:Um爲(wèi)測量電壓(ya)産生的和(hé)流體流向(xiang)正交的電(diàn)磁場;B爲測(cè)量電壓的(de)磁通密度(dù),穿過流體(ti)介質并正(zheng)交于流體(tǐ)流向;V爲⛱️介(jie)質流速🐕;d爲(wèi)測量管道(dao)内徑;k爲比(bǐ)例系數或(huo)傳感器常(chang)數
 
　　電磁流(liu)量計的精(jing)度一般在(zai)0.2%~0.5%,要求介質(zhi)電導率不(bú)小于5μS/cm,其原(yuan)理📞,見圖2。對(duì)于市政水(shuǐ)處理的的(de)工藝要求(qiú)，管徑範圍(wei)可以從DN15到(dao)DN2200(目前市場(chang)最大口徑(jing)的電磁流(liú)量🛀計DN3000,但由(yóu)于安裝❤️成(chéng)本和實際(jì)精度等因(yīn)素,本文不(bu)推🏒薦使用(yong))。
 
2超聲波流(liú)量計
　　超聲(sheng)波流量計(ji)分爲插人(ren)式和外夾(jia)式，可測量(liang)非導電介(jie)質,最大的(de)測量管徑(jìng)可以達到(dao)10m(外夾式),見(jiàn)圖3。
 
　　大多數(shù)的超聲波(bo)流量計的(de)測量基本(ben)原理采用(yòng)時差法🈲，其(qí)表🧑🏽‍🤝‍🧑🏻達✂️式如(ru)下:
 
　　插入式(shì)超聲波具(jù)有免維護(hù)、不受電磁(cí)影響、可帶(dai)壓安裝、無(wú)需中💋斷流(liú)體等特點(dian),在市政管(guǎn)網應用中(zhong)具有無㊙️可(ke)比拟的優(you)勢✔️,見圖4.
 
3明渠流(liu)量計
　　 明渠(qú)流量計 是(shi)測量許多(duō)非滿水、大(da)流量(或小(xiao)流量)的儀(yí)器,在自然(ran)流動的自(zi)由水面狀(zhuàng)态下測量(liàng)流體的流(liu)量
　　其原理(lǐ)爲:利用明(ming)渠在特殊(shū)堰槽中的(de)液位與流(liu)量的線性(xing)關系進行(hang)流量測量(liang)，見圖5。
 
　　此種(zhong)方式的測(cè)量精度與(yu)超聲波液(ye)位計的精(jīng)度有直☀️接(jiē)的關系，最(zui)高精度可(kě)達到1mm。
4流量(liàng)計的安裝(zhuang)與應用.
4.1流(liu)量計在市(shi)政環保項(xiang)目中的應(yīng)用
　　目前大(da)體分爲3類(lei)典型應用(yòng):污水廠、淨(jing)水廠及管(guǎn)網♈。流量計(jì)的選🔅擇需(xu)要考慮現(xiàn)場的工況(kuàng)與施工要(yao)求,現分析(xi)如下:新建(jiàn)淨水廠、污(wu)水廠及管(guǎn)網在安裝(zhuāng)條件允許(xu)的情況下(xia),安裝⛷️電磁(cí)流量計是(shì)不錯的選(xuǎn)擇⚽,但在安(ān)裝中需注(zhù)意一-些情(qing)況。由于電(diàn)磁流量計(ji)的特性,測(ce)量介質需(xu)滿管,如不(bu)滿足滿管(guǎn)💁條件,請參(cān)考⛱️圖6的建(jiàn)議。
 
　　前5後3直(zhi)管段必須(xu)具備(尤其(qi)大口徑電(dian)磁流量計(ji)),見圖7.
　　可以(yǐ)縮徑(角度(dù)α≤8°),但不允許(xu)擴徑，見圖(tú)8。
 
　　不(bu)可測量含(hán)氣液體，如(rú)液體内有(you)氣體,需提(ti)前做好排(pái)氣⛹🏻‍♀️。
　　接線時(shi)需要注意(yì):不可錯接(jie)、不可漏接(jiē)、不可有潮(cháo)氣進入,并(bing)且一定注(zhù)意周邊的(de)電磁幹擾(rao)及振動幹(gan)擾。
　　供水老(lǎo)舊管網改(gai)造或DMA(districtmeasuringarea)流量(liàng)分區計量(liang)項目中,優(yōu)先選擇♊超(chao)📐聲波流量(liang)計。城鎮老(lǎo)舊供水管(guǎn)網改造或(huo)DMA分區計量(liang),需要加入(ru)大量流☂️量(liang)計進行計(ji)量,會遇到(dào)供水管網(wǎng)施工難度(du)大、斷流影(ying)響大的問(wen)題。如果此(ci)時選用電(diàn)磁流量計(jì),勢必需要(yào)破管、停水(shuǐ)、安裝法蘭(lan),而且時間(jiān)會比較長(zhang)。這種工況(kuàng)如果采用(yòng)可帶壓安(ān)裝🌐的超聲(sheng)波.流📧量計(jì),将會最大(dà)限度地避(bi)免上述情(qing)況的發生(sheng)。
　　在進行超(chāo)聲波流量(liang)計安裝的(de)時候,需要(yao)注意下面(miàn)幾點:
(1)需要(yao)專業的安(an)裝團隊進(jìn)行操作,安(ān)裝的專業(yè)與否對插(chā)🧡人式超聲(shēng)波流量計(jì)的精度影(yǐng)響非常大(dà)，見圖9。

 
(2) 超聲(shēng)波流量計(ji) 的安裝需(xū)要預留足(zu)夠的空間(jiān)，見圖10。
 
(3)安裝(zhuāng)時盡量避(bì)開雨季(尤(yóu)其是南方(fāng)城市),避免(miǎn)線纜、變送(song)器進水
　　圓(yuán)形非滿管(guǎn)測量,可以(yǐ)選擇可測(ce)量圓管的(de)明渠流量(liàng)計,見圖11和(he)圖12。
 
　　城鎮排(pai)水管網中(zhōng)的圓形管(guan)道是排水(shuǐ)管道中數(shu)量最多的(de)，而且大部(bù)分屬于非(fei)滿管。這一(yi)類管道的(de)流量測🌏量(liàng)一直是水(shui)行業中📞的(de)一個難點(dian)。由于該難(nán)點的存在(zài),導緻市📱場(chǎng)中出♈現了(le)大量的概(gai)念性的非(fēi)滿管流量(liang)計，對于推(tuī)進🙇‍♀️此問題(ti)的解決提(tí)供了衆多(duo)的可.參考(kǎo)方案。
　　現在(zai)本文推薦(jian)一種簡單(dan)易行且有(you)效的方案(an):内置圓管(guan)⛱️測🌈量🌈的明(ming)渠流量計(jì)。
　　此類明渠(qú)流量計内(nèi)置了圓管(guan)明渠的測(cè)量程序，選(xuan)擇好超聲(sheng)波液位探(tan)頭的安裝(zhuang)位置進行(háng)安裝即可(kě),同時在流(liu)量計設置(zhi)菜單中找(zhao)到圓管測(cè)量并進行(hang)相應設置(zhi)即可。
　　但此(ci)類明渠測(ce)量值不可(kě)用于貿易(yi)交接使用(yong),可以作爲(wei)💁參考值🤟進(jin)行記錄
5流(liu)量計的技(jì)術發展探(tàn)讨
5.1無線通(tōng)信技術
　　流(liu)量測量重(zhong)要且複雜(za),近年來與(yu)網絡技術(shù)的結合使(shǐ)流量✌️計的(de)應用更爲(wèi)簡便,在人(ren)機交互上(shang)更豐富💔。如(rú)通過與㊙️無(wu)線遠傳技(jì)術的結合(he),流量測量(liàng)突破了物(wù)理距離的(de)限制。工業(yè)☂️水監測的(de)場合🈲.目前(qian)流量儀表(biǎo)應用在👈較(jiao)典型的無(wu)線應用有(you):藍牙Bluetooth無🌍線(xiàn)HART(WirelessHart).GPRS/CDMA.LoRa和NB-IoT等,其中(zhong)後者是最(zui)近物聯網(wǎng)技🤞術進入(rù)到工🈲業領(ling)域中的應(ying)用。但通過(guo)♋不同應用(yong)場合或從(cóng)經濟性和(he)實用性等(děng)需求考慮(lǜ).無線和以(yǐ)太🥰局域網(wǎng)LAN技術組合(he)應用.是時(shi)下比較流(liu)行的通信(xin)組合,有着(zhe)廣闊應用(yòng)前景。
　　遠程(cheng)診斷和檢(jiǎn)驗爲廣大(da)用戶提供(gòng)了實時的(de)精度追蹤(zōng)和遠程維(wei)護的工具(ju)。無線通信(xin)和互聯網(wǎng)的應用在(zai)市政流量(liang)測量應用(yòng)中的一個(gè)熱點應用(yong):即流.量計(ji)的⭐遠程檢(jian)驗和校驗(yàn)技術與通(tōng)信技術的(de)結合。
　　目前(qián)國内外流(liu)量計的生(sheng)産廠商都(dou)發展出在(zai)線流👈量檢(jian)驗的工🐉具(jù)包,簡化了(le)市政用戶(hù)監測流量(liang)儀表的應(ying)用狀況。可(ke)🏒以預㊙️見，與(yu)無線遠程(cheng)技術的結(jié)合.對流量(liang)精度跟蹤(zong)到流量計(jì)的使用狀(zhuàng)況評估乃(nǎi)至發展到(dao)預先判斷(duan)故障✔️發生(shēng)的時間和(hé)地點是切(qie)實可行的(de)技術必然(ran)。态勢感知(zhī)測量或故(gù)障預測等(děng)系列測量(liang)領域的前(qian)沿技術也(yě)必将爲流(liu)量計帶來(lái)更廣闊的(de)應用前景(jing)。但💋同時一(yi)些基本的(de)應用基礎(chǔ)也制約着(zhe)這些應用(yòng)的發🧑🏽‍🤝‍🧑🏻展,比(bǐ)較典型和(he)突出的問(wen)題有數據(ju)格式的統(tong)一.或者說(shuo)底層測量(liang)單元和監(jiān)測單元的(de)無縫鏈接(jiē)問題。
5.2網絡(luò)安全
　　互聯(lian)網技術的(de)融合賦予(yǔ)用戶對流(liu)量計及監(jian)控系統更(gèng)📞多的🐆自主(zhu)和靈活性(xing)。如流量計(ji)和相關檢(jiǎn)測單元的(de)信息🙇‍♀️上雲(yun)💯,這可爲使(shǐ)用者突破(po)原有層級(ji)限制,信息(xī)的獲取會(hui)更迅捷和(he)扁平🈲化。用(yòng)戶排除故(gù)障所花費(fei)的成本大(dà)爲降低,預(yu)計今🈲後流(liú)量計🈚的數(shù)量會越來(lai)越多。但網(wǎng)絡技術的(de)🐆應用也不(bu)可避免地(di)會帶來網(wǎng)路安全等(deng)🙇🏻問題,特别(bie)如前♈文談(tan)到的區域(yu)計量等流(liú)量數據其(qí)實是屬于(yú)企業和政(zhèng)府敏感的(de)數據💋,如⛱️何(he)保護信息(xī)安全🌍,是市(shi)政用戶特(te)别是項目(mù)決策者關(guān)心的問題(tí)。
　　可以預見(jian),新技術的(de)相互結合(he)将大幅度(du)促進流量(liang)計的數量(liang)增加性能(néng)提升和成(chéng)本降低,而(ér)更多的流(liu)量數據和(hé)🌈相關數據(jù)的獲得,爲(wèi)流量數據(ju)的充分挖(wā)掘利用提(ti)供可能。供(gòng)職🌈的企業(yè)🈚爲許多🤩工(gōng)業領域提(tí)供過縱深(shēn)防禦和安(ān)全隔離的(de)🎯工業網絡(luo)安全的解(jie)📧決方案。爲(wei)市政工業(ye)網絡安全(quan)系統架構(gòu)可以結合(he)🏃‍♂️本行業技(jì)術特點,再(zài)借鑒其它(tā)工業領域(yu)的網❗絡安(an)全技術,迅(xun)☁️速建立起(qi)市政工業(ye)數字化網(wang)絡解決方(fāng)案

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